ATB-25瀝青穩定碎石下面層的應用與質量控制分析

劉志超

（甘肅公航旅蘭阿公路管理有限公司，甘肅蘭州 730030）

0 引言

我國目前已運營的高等級公路大多數采用半剛性基層+瀝青混合料面層，半剛性基層因性價比高、承載能力強等優點被廣泛應用。然而，隨著半剛性基層的大范圍使用，半剛性基層的一些缺陷也逐步顯露出來，因干縮和溫縮特性引起的瀝青面層反射裂縫問題尤為突出，嚴重影響路面使用壽命。

1 工程概況

蘭阿公路是甘肅省省級道路網和蘭州市區域內路網的重要組成部分，線路全長23.045km，其中前14.6km 采用雙向四車道、一級公路技術標準，路面結構自上而下依次為：4cm 改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13上面層+8cm 改性瀝青穩定碎石ATB-25 下面層+36cm水泥穩定碎石基層+18cm 水泥穩定碎石底基層，重交通等級。項目所在區域干旱少雨，年均降水量311.7mm，屬于典型的溫帶半干旱氣候，年均氣溫11.7℃。

2 ATB-25 配合比設計

蘭阿公路項目設計ATB-25 改性瀝青穩定碎石下面層厚度8cm，采用大型馬歇爾設計方法。委托蘇交科集團檢測認證有限公司對混合料配合比進行了設計、驗證。

2.1 原材料選擇

2.1.1 集料

粗集料就近取材，選用輝綠巖生產的碎石，外觀潔凈、干燥，表面粗糙，共分五種級配：20～25mm、15～20mm、10～15mm、5～10mm、3～5mm。細集料選用石灰巖生產的機制砂，外觀潔凈、干燥、無風化、無雜質。礦粉使用石灰巖自加工生產的礦粉。

2.1.2 瀝青

基質瀝青采用浙江省寧波市鎮海區生產的A 級90#道路石油瀝青，改性瀝青采用SBS 聚合物改性瀝青I-C。

2.2 配合比設計

首先，將集料進行篩分，根據篩分結果初步選擇細、中、粗三組級配；其次，按照施工經驗，三組級配均選用3.8%的油石比進行馬歇爾試驗；最后，根據試驗結果選擇滿足設計要求的設計級配。

按照選擇的設計級配，選用相差0.5%的五種油石比進行馬歇爾試驗，確定最佳油石比為3.8%。最終確定的生產配合比，如表1 所示。

表1 ATB-25 混合料生產配合比

2.3 生產配合比驗證

根據確定的生產配合比，對施工現場熱料及混合料進行取樣試驗，結果表明按生產配合比拌制的ATB-25 混合料的各項性能指標（見表2）均滿足規范及設計要求[1]。

表2 ATB-25 混合料性能指標

3 施工過程質量控制

為保證ATB-25 改性瀝青穩定碎石下面層施工質量，從配合比設計—原材料進場—現場準備—鋪筑試驗段—全路段攤鋪—成品保護，每個環節都需要嚴格把控，文章結合蘭阿公路ATB-25 改性瀝青穩定碎石下面層施工實踐，主要從施工準備、混合料拌和、運輸、攤鋪、碾壓、接縫處理六個方面論述質量控制要點[2]。

3.1 施工準備

3.1.1 原材料檢測

所有進場原材料必須復檢，試驗結果必須滿足相關規范、設計要求。此外，應注意以下幾點[3]。

第一，集料廠實行備案制度。瀝青拌和站集料堆放場地需硬化并安裝廠篷，防止雨水滲入。粗、細集料按照級配分倉存放。第二，進場改性瀝青按照標號、品種分罐貯存在可加熱與保溫的貯藏罐中，并采取防水措施。改性瀝青加工溫度不宜超過180℃，貯存溫度應低于150℃，因特殊原因需停用超過21d 時，應將貯存溫度降低至135℃以下，再次使用時應逐步加熱并不斷攪拌，確保重新加熱后的瀝青滿足設計規范要求。

3.1.2 設備檢測

對瀝青拌和樓進行校驗，出具標定報告。施工前，對進場的攤鋪機、壓路機、自卸車進行車況檢查，確保施工機械設備運轉良好，保證攤鋪作業連續進行。

3.1.3 基層檢查

基層應滿足設計規范的規定。此外，對于基層干、溫縮裂縫，如果經彎沉檢測，基層承載力滿足設計要求，應對裂縫進行進一步處理：首先，沿裂縫用切割機切寬3～5mm、深2cm 的縫；其次，將裂縫及兩側各1m 范圍內吹掃、清洗干凈，干燥后沿切縫灌注乳化瀝青，將玻璃纖維隔柵平鋪在裂縫兩側各1m 范圍內，用鐵釘固定；最后，在玻璃纖維隔柵上，按0.3kg/m2的瀝青用量噴灑PC-2 乳化瀝青[4]。

3.1.4 透層施工

透層在下面層施工前1～2d 進行施工。透層瀝青灑布前，使用塑料薄膜覆蓋保護兩側路緣石。透層瀝青采用慢裂、滲透性好的灑布型符合技術指標要求的陽離子乳化瀝青。透層瀝青滲入基層的深度不宜小于5mm，以表面不形成油膜為合格。重點控制灑布車起步、停車、縱橫向的交界位置、臺背與橋面銜接處的灑布質量。

3.1.5 熱熔橡膠瀝青碎石下封層施工

加工橡膠瀝青的基質瀝青選用90#道路石油瀝青，生產橡膠瀝青的膠粉來源和目數必須穩定，目數宜在30～50 目，其添加量為瀝青質量的18%～22%（內摻）。碎石質量滿足設計規范要求，并在施工前通過瀝青混凝土拌和樓進行加熱除塵。熱融橡膠瀝青碎石的撒布中，橡膠瀝青應保證均勻性，用量為2.0～2.2kg/m2，碎石撒布量為10～14kg/m2，碎石粒徑為9.5～13.5mm，單粒徑碎石用量為滿鋪一層用量的60%～70%，碎石撒布完成后使用膠輪壓路機碾壓2～3 遍。單粒徑碎石用量是質量控制的重中之重，用量過大會使封層與下面層之間形成碎石夾層，嚴重影響路面結構層整體性；用量過小會導致膠輪壓路機、瀝青混合料運輸車出現黏輪，破壞封層結構。

3.2 混合料拌制

第一，蘭阿公路采用林泰格5000 型間歇式瀝青拌和樓，拌和ATB-25 改性瀝青混合料時，將瀝青加熱至165℃～175℃，礦料加熱至190℃～200℃，根據現場實測，混合料出料溫度平均為176℃。第二，設定每盤拌和周期為60s（其中干拌時間5～8s），可根據瀝青膠凝材料完全包裹集料的實際時間進行適當調整。第三，現場設專職質檢員逐車對出場的瀝青混合料溫度及外觀進行檢測，確保出場的瀝青混合料無花白料、均勻一致、無結團成塊或明顯的骨料離析現象。

3.3 混合料運輸

第一，運輸車輛應根據運輸距離、運輸量等現場情況進行選擇，蘭阿公路工程采用15 臺60t 自卸運輸車裝運混合料，在車廂兩側距離車廂底板30cm 處打孔，將數顯式熱電偶溫度計插入混合料深度大于15cm 的位置，檢測到場溫度。第二，運輸車采用棉苫布嚴密覆蓋，車廂兩側需用棉被裹蓋嚴密。第三，運輸車裝料前，先將車廂內部及輪胎等清理干凈，在車廂內部噴上薄層油水混合液（植物油∶水=1∶3），并將余液清掃干凈。第四，為避免混合料離析情況，由專人指揮，按“前、后、中、前中、后中”的順序，分五段裝料，并使每車噸位基本一致，每車凈重約60t。第五，為防止車輛掉頭破壞封層，現場安排專人指揮車輛在適當位置掉頭，然后倒車駛向攤鋪機。第六，開始攤鋪前，前場有5 輛運料車等待卸料。

3.4 混合料攤鋪

第一，攤鋪機開工前，需提前1h 加熱熨平板，使其溫度不低于100℃，攤鋪機熨平板拼接緊密、無縫隙，以防卡入粒料將鋪面拉出條痕。第二，蘭阿公路ATB-25 下面層攤鋪采用2 臺福格勒2100-3L 型攤鋪機作業，前后錯開約15m，呈梯隊方式同步攤鋪。攤鋪機應勻速前進，送料器內始終保持不低于送料器高度2/3 的瀝青混合料，不宜每卸完一車就收攏料斗，以減少瀝青混合料的離析。第三，下面層攤鋪宜采用基準鋼絲繩法，鋼絲繩采用φ4mm、鋼絲拉力大于1kN 的不銹鋼鋼絲繩，直線段每10m、曲線段每5m 設一處支架，嚴格按照設計高程架設鋼絲繩，鋼絲繩需張緊，避免兩支架中間出現“塌腰”現象。第四，攤鋪速度控制在2～3m/min，攤鋪過程緩慢、勻速、連續，中途不得停頓。第五，攤鋪溫度不低于160℃，由技術員緊跟攤鋪機后檢測溫度和虛鋪厚度。第六，由專人指揮自卸車在攤鋪機前10～30cm 處停車，空擋等候，由攤鋪機緩慢推動前進，邊前進邊卸料，防止自卸車撞擊攤鋪機影響攤鋪質量。

3.5 混合料碾壓

瀝青混合料碾壓分為初壓、復壓和終壓，初壓是為了壓實骨料和穩定瀝青石料結合面，減少混合料中集料間隙，采用鋼輪靜壓和振動；復壓是為了使混合料密實成型，路面的施工質量取決于復壓效果，采用重量較大的輪胎式揉壓；終壓是為了消除輪跡，使路面外觀平整，采用鋼輪靜壓。

3.5.1 壓實參數控制

蘭阿公路根據現場情況配置了6 臺壓路機，其中寶馬格牌13t 雙鋼輪壓路機1 臺，戴納派克牌2 臺，30t徐工XP303 膠輪壓路機3 臺。碾壓組合形式，如表3所示。

表3 ATB-25 改性瀝青混合料碾壓組合形式

3.5.2 壓實質量控制要點

（1）碾壓時振動壓路機應遵循“緊跟、慢壓，高頻、低幅”的原則。壓路機應平穩行駛，不得猛加油門、急停，開啟振動前應確保發動機轉速穩定，減速停止前應先關閉振動。

（2）在膠輪壓路機輪胎外圍加裝“圍裙”進行保溫。碾壓初始階段，可對輪胎噴涂少量防黏劑，并先開展高溫區碾壓使輪胎盡快升溫。嚴禁使用機油與柴油作為防黏劑。

（3）鋼輪壓路機碾壓時應嚴格控制噴水量，以不黏輪為標準，嚴禁大量噴水，以免造成混合料表面溫度下降過快。當改性瀝青混合料溫度降到110℃時，振動壓路機應完成碾壓。

3.6 接縫處理

3.6.1 縱向接縫

如非必要，禁止留縱向冷接縫，當因特殊原因產生冷接縫時，應在混合料尚未冷卻前用鎬刨齊邊緣形成毛茬，不宜使用切割機。下次攤鋪時應在接縫處噴灑黏層油，碾壓時壓路機鋼輪重疊到已成型側的寬度不宜小于20cm。2 臺攤鋪機成梯隊方式攤鋪時，應在前部已攤鋪、未碾壓混合料邊部預留10～20cm 寬度不進行碾壓，作為后部攤鋪機的高程基準面，再以熱接縫形式作跨縫碾壓以消除縫跡。

3.6.2 橫向接縫

橫向接縫盡可能采用垂直線路中心的平接縫，當天施工完成后，對于末端瀝青路面，使用3m 直尺檢查平整度，找出接縫位置并畫線標識，在路面未完全冷卻前人工垂直刨出接縫斷面，下次施工前先在斷面處噴灑黏層油，然后使用熱料預熱已鋪混合料，最后進行正常施工。橫向接縫碾壓時，先使用振動壓路機沿線路方向碾壓1～2 遍，然后順橫縫方向碾壓2～3 遍，最后向新鋪筑的施工面逐漸過渡碾壓。橫縫碾壓過程中實時監測接縫處的平整度，同時必須進行滲水檢測。

4 結語

ATB-25 瀝青穩定碎石結構層既能作為基層也可以作為下面層使用，其自身結構性能優越，具有廣泛的使用前景。目前，蘭阿公路下面層已完成施工，在工程實際運行、車輛行駛過程中，路面較少出現反射性裂縫，大幅度增加了路面的使用壽命。文章結合現場施工工藝，從混合料的配合比設計、生產驗證，以及施工工藝出發，提出了質量控制要點，取得了良好的效果，為以后類似施工提供一些指導和參考。